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科协论坛·2009 年第 10 期（下）

资源环境

与

节能减灾

1 地理信息系统 (GIS) 简介

地理信息系统

(Geographic Information System 简称 GIS)

是一项新兴技术，有时又称为“地学信息系统”或“资源与环
境信息系统”

。

GIS 随着地理科学、计算机技术、遥感技术和

信息科学的发展和交叉而形成，它是一种特定的十分重要的
空间信息系统。是一个能够对空间相关数据进行采集、管理、
分析和可视化输出的计算机信息系统。

地理信息系统萌芽于

20 世纪 60 年代初。随着地理信息

系统在全球范围内的快速发展，西方发达国家

GIS 应用已经

渗透到社会经济生活的各个方面，目前已成功地应用到了资
源管理、环境保护、灾害预测、投资评价、人口和商业管理、交
通运输、教育、军事等众多领域。它是在计算机硬、软件系统
支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关
地理分布数据进行获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出
的技术系统。

在我国随着经济建设的迅速发展，

GIS 在城市规

划管理、环境保护、交通运输、防灾减灾、农业、林业等领域发
挥了重要的作用，

取得了良好的经济效益和社会效益。

GIS 系统由数据库管理系统和计算机辅助设计这两个比

较成熟的软件为基础，并附加了对空间数据进行管理和分析
的特殊功能。

GIS 拥有混合数据结构和独特的地理空间分析

功能。它通过其专用函数可用来进行测量、图像生成、属性修
改、拓扑叠加、网络分析等功能。许多

GIS 产品还采用了工业

标准的组件对象模型

(COM) 技术，为用户进行功能和结构定

制拓展了空间。

随着计算机的飞速发展和延伸，计算机信息技术在包括

生态环境保护在内的诸多领域的应用逐步深入，生态环境管
理也走上了信息化道路。国内外许多的专家学者对生态环境
保护提出了许多有效措施，建立了一些管理模型，并设计和
开发了一些应用系统。然而很多系统都是局部的、低层次的
管理应用系统。以支持生态环境资源动态管理、生态环境保
护、面向决策应用为主的系统比较少见，所以，开发出基于
GIS 的生态环境系统具有重要意义。
2 GIS 在环境中的应用
2.1 环境监测

在

GIS 和环境监测的实际结合和应用中，我们可以将环

境动态监测和

GIS、GPS、RS 等技术结合起来。通过在汽车等

运输工具上装载差分

GPS 定位仪等定位设备，能将车辆在移

动中或在污染源现场采集的实时数据及时准确的反应到

GIS

电子地图相应位置上；

而对于固定采样点的污染情况，可以

先通过采集记录实时数据，再通过

GPS 将固定采样点的坐标

值导入

GIS，并且对监测值进行实时监测，在其电子地图的相

应坐标处进行关联后存储在数据库的对应位置中并实时更
新，这些数据可以为使用者随时调用进行动态分析、环境规
划管理和环境专题图的输出等。

遥感

(RS) 在大范围的环境动态实时监测方面也有非常

广泛的应用。遥感技术可以为环境监测研究人员提供准确的
污染源分布，污染源扩散条件、扩散范围等情况。人们可以根

据被监测污染物质或与其直接相关物质的最大吸收波长，来
进行大范围的污染物定性、定量分析。遥感能够获得的准确
的实时数据，而污染源的地理位置坐标则可以用

GPS 进行定

位，通过地学编码和环境数据实时采集系统、环境数据分析
系统进入

GIS 直接处理，实现实时动态连续监测；

遥感可以

发挥出可以发挥其大范围、实时、同步和连续监测的特点，在
有限的投资内，

发挥最大的作用。

2.2 环境影响评价

环境影响评价 (EIA, Environmental Impact Assessment)，是

对环境质量优劣的定性定量评价，

是环境管理的科学依据和实

施可持续发展战略的有效手段和方法。

通过对各种建设项目的

环境数据进行分析、

预测、

评价，

从而得出该项目可能对环境造

成的危害，

并给出保护环境的相应措施和对策。EIA 的实施过

程是按照一定的评价标准和评价方法，

确定一个区域范围内的

环境质量状况，

预测环境质量变化趋势和评价人类活动对环境

的影响，按时间可以分为回顾评价、现状评价、预期影响评价。
环境影响评价首先确定评价目标、

评价观点、

评价区域、

评价因

子、

评价方法、

定权方法和评价标准，

然后通过模型运算和分析

取得评价结论。

环境影响评价在国外出现于 20 世纪 60 年代中

期，

70 年代蓬勃发展，

美国是世界上第一个将环境影响评价编

入法律的国家。纵观环境影响评价的发展，正经历着由单目标
向多目标，由单环境要素向多环境要素，由单纯的自然环境系
统向自然环境与社会环境的综合系统，

由静态分析向动态分析

的发展趋势。同时，利用大气、水、土壤等环境数据建立相应的
环境质量数学模型是环境影响评价的重要分析工具，

是环境质

量预测评价定量化的基础。

在我国，EIA 的规范和导则中并未规定必须使用地理信

息系统用于环境影响评价，但一些研究者已经认识到了其实
时性和准确性，并在实践中加以结合利用。例如，上海环保局
组织建立的上海市环境地理信息系统，可以实现环境现状评
价和环境质量预测；

在大连海域，借助 GIS，利用离散点捅值

扩展模对水质污染间分布情况进行评价，克服了以往逐点评
价海域的片面性；

在台湾基隆河流域合 GIS 和 RS( 遥感 ) 技

术建立技术模型，评价基隆河悬浮固体浓度受环境背景和城
市排污的影响情况；

深圳市环境保护研究所将 GIS 用于进行

环境影响评价报告的编写和制图；

薛联青等把 RS 和 GIS 技

术应用到了流域水电梯级开发的环境影响评价中；

厦门环保

局也利用 GIS 技术并结合遥感卫星，探讨了厦门市周围近岸
海域的滩涂、浅滩及水面面积等生态环境因素的变化，以及
周边地带城市建设和经济发展状况，分析了城市化进程对近
岸海域生态环境的影响；

另外一些科研人员将 GIS 与区域生

态环境影响质量的设计报告中，

并不取得了良好效果。

2.3 环境管理

基于 GIS 的环境管理处理系统包括了环境管理和决策

服务两大系统。利用 GIS 可以极大地提高基础数据的收集方
式和精确程度，提高了环境管理的效率。利用 GIS 的数据采
集与编辑、信息查询、数据库管理、统计制图、空间分析等功

地理信息系统(GIS)在环境保护中的应用

□ 杨帆孙水裕

( 广东工业大学环境科学与工程学院广东 · 广州 510006)

摘要：本文对地理信息系统(GIS)进行了简要的分析和介绍，并着重分析了地理信息系统(GIS)在环境中的基本
应用，包括：环境监测、环境影响评价、环境管理、城乡环境规划、环境应急系统、环境质量评价。地理信息系
统(GIS)的应用已在环境保护领域取得实效进展，具有借鉴的作用。
关键词：地理信息系统环境分析应用
中图分类号：X22 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2009）10-128-02